一种穿戴式心脏除颤器的制作方法

1.本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种穿戴式心脏除颤器。


背景技术：

2.随机试验证实，植入式心脏复律除颤器(icd)能够降低高危患者的死亡风险，但是部分患者群体存在植入式心脏复律除颤器禁忌症，无法接受植入式心脏复律除颤器治疗。
3.穿戴式心脏除颤器(wcd)可以作为诊断后的过渡治疗手段，暂时无法植入植入式心脏复律除颤器的患者可以选择穿戴式心脏除颤器作为治疗手段。一旦达到恶性心率失常，标准穿戴式心脏除颤器会报警，若患者无取消电击操作反馈，则穿戴式心脏除颤器启动电击。
4.当前，穿戴式心脏除颤器包括背心和设置于背心上的两个除颤电极和控制器，将背心穿好后，两个除颤电极无法压紧于患者的皮肤表面，进而导致除颤电极与患者皮肤间的阻抗增大，导致对患者除颤效果的变差。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：提供一种穿戴式心脏除颤器，以解决现有技术中患者将背心穿好后，两个除颤电极无法压紧于患者的皮肤表面，进而导致除颤电极与患者皮肤间的阻抗增大，导致对患者除颤效果变差的问题。
6.本发明提供一种穿戴式心脏除颤器，该穿戴式心脏除颤器包括背心和设置于所述背心的两个除颤电极、监控器和压紧组件，两个所述除颤电极分别与所述监控器电连接，所述监控器用于为两个所述除颤电极提供脉冲，所述压紧组件用于将两个所述除颤电极压紧于穿戴者的皮肤。
7.作为穿戴式心脏除颤器的优选技术方案，所述压紧组件包括环形气囊和气体发生器，所述气体发生器与所述监控器连接且用于给所述环形气囊充气。
8.作为穿戴式心脏除颤器的优选技术方案，两个所述环形气囊设置于所述背心，两个所述环形气囊分别设置于两个所述除颤电极远离所述穿戴者的皮肤的一侧。
9.作为穿戴式心脏除颤器的优选技术方案，所述气体发生器包括点火装置、燃烧管和气体发生火药，所述燃烧管设置有与所述环形气囊连通的排气孔，所述气体发生火药设置于所述燃烧管内，所述点火装置与所述监控器电连接且用于引燃所述气体发生火药。
10.作为穿戴式心脏除颤器的优选技术方案，所述气体发生器还包括引燃火药，所述引燃火药设置于所述燃烧管内，所述点火装置用于通过点燃所述引燃火药点燃所述气体发生火药。
11.作为穿戴式心脏除颤器的优选技术方案，所述气体发生器设置有至少两个。
12.作为穿戴式心脏除颤器的优选技术方案，所述监控器包括控制器和心脏监测器，所述心脏监测器与所述控制器通信连接，所述心脏监测器设置于所述背心，所述心脏监测器用于监测所述穿戴者的心率。
13.作为穿戴式心脏除颤器的优选技术方案，所述心脏监测器包括心音传感器、心电传感器和两个监测电极，所述心音传感器用于检测所述穿戴者的心音信号，所述心电传感器通过两个监测电极监测所述穿戴者的心电信号；
14.所述控制器能够根据所述心电信号和所述心音信号分别计算所述心率，并根据所计算的所述心率确定所述穿戴者的所述心率是否失常。
15.作为穿戴式心脏除颤器的优选技术方案，所述穿戴式心脏除颤器还包括反馈模块，所述反馈模块与所述监控器通信连接，所述反馈模块包括警示器和除颤按钮，所述警示器用于在穿戴者心率失常时发出除颤警报，所述除颤按钮用于所述穿戴者手动操作取消除颤；所述反馈模块配设有能够将其穿戴于所述穿戴者手腕部的第二固定件。
16.作为穿戴式心脏除颤器的优选技术方案，其中一个所述除颤电极安装于所述背心前侧的胸部区域；另一个所述除颤电极安装于所述背心前侧或侧面的腰部区域；
17.所述监控器配设有能够将其穿戴于所述穿戴者上臂的第三固定件。
18.本发明的有益效果为：
19.本发明提供一种穿戴式心脏除颤器，该穿戴式心脏除颤器包括背心和设置于背心的两个除颤电极、监控器和压紧组件，两个除颤电极分别与监控器电连接，压紧组件用于将两个除颤电极压紧于穿戴者的皮肤。该穿戴式心脏除颤器的监控器监测到穿戴者心率失常，急需对心脏进行除颤时，首先压紧组件将两个除颤电极压紧在穿戴者的皮肤上，该设置可以减小穿戴者的皮肤与除颤电极之间的阻抗，进而除颤电极可以更有效的对穿戴者进行除颤治疗，进而解决了当前穿戴式心脏除颤器的除颤电极无法与穿戴者皮肤压紧，进而导致阻抗较大，对穿戴者心脏除颤效果差的问题。
附图说明
20.图1为本发明实施例中穿戴式心脏除颤器的结构示意图一；
21.图2为本发明实施例中穿戴式心脏除颤器的结构示意图二；
22.图3为本发明实施例中压紧组件的结构示意图一；
23.图4为本发明实施例中压紧组件的结构示意图一；
24.图5为本发明实施例中气体发生器的结构示意图；
25.图6为本发明实施例中监控器的结构示意图；
26.图7为本发明实施例中电极本体的结构示意图；
27.图8为本发明实施例中气管及连接线的装配示意图；
28.图9为本发明实施例中电极板的结构示意图；
29.图10为本发明实施例中多个电极本体铰接的结构示意图一；
30.图11为本发明实施例中多个电极本体铰接的结构示意图二；
31.图12为本发明实施例中监控器及反馈模块的结构示意图；
32.图13为本发明实施例中心脏监测器的结构示意图；
33.图14为图2中a处的局部放大图；
34.图15为本发明实施例中穿戴式心脏除颤器的整体连接示意图。
35.图中：
36.100、穿戴者；
37.1、背心；11、暗道；12、固定件；
38.21、电极本体；211、电极板；2111、透气孔；212、第二接头；22、连接线； 23、气管；24、第一电磁阀；25、螺旋线；
39.3、监控器；31、电源；32、控制器；33、泵体；34、储液箱；35、第二电磁阀；36、第三电磁阀；37、第一支路；38、第二支路；
40.4、压紧组件；41、环形气囊；42、气体发生器；421、点火装置；422、燃烧管；4221、排气孔；423、气体发生火药；424、引燃火药；
41.5、心脏监测器；51、心音传感器；52、心电传感器；53、监测电极；
42.6、反馈模块。
具体实施方式
43.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
47.如图1～15所示，本实施例提供一种穿戴式心脏除颤器，该穿戴式心脏除颤器包括背心1和设置于背心1的两个除颤电极、监控器3和压紧组件4，两个除颤电极分别与监控器3电连接，监控器3用于为两个除颤电极提供脉冲，压紧组件4用于将两个除颤电极压紧于穿戴者100的皮肤。该穿戴式心脏除颤器的监控器3监测到穿戴者100心率失常，急需对心脏进行除颤时，首先压紧组件4 将两个除颤电极压紧在穿戴者100的皮肤上，该设置可以减小穿戴者100的皮肤与除颤电极之间的阻抗，进而除颤电极可以更有效的对穿戴者100进行除颤治疗，进而解决了当前穿戴式心脏除颤器的除颤电极无法与穿戴者100皮肤压紧，进而导致阻抗较大，对穿戴者100心脏除颤效果差的问题。
48.对于压紧组件4的具体结构，可选地，压紧组件4设置有两个，压紧组件4 包括环形气囊41和气体发生器42，气体发生器42与监控器3连接且用于给环形气囊41充气；两个环形气囊41设置于背心1，两个环形气囊41分别设置于两个除颤电极远离穿戴者100的皮肤的一侧。本实施例中，当穿戴者100穿上背心1时，两个环形气囊41均套设于穿戴者100的身上。当穿戴者100的心率未发生异常时，压紧组件4处于休眠状态，此时环形气囊41处于泄气状态，进而不会对穿戴者100产生压紧力，有利于提升穿戴者100的舒适性。当监控器3 检测到穿戴者100心率存在异常且需要对该穿戴者100进行心脏除颤时，监控器3控制气体发生器42对环形气囊41内充气。随着环形气囊41的膨胀，环形气囊41将与其对应设置的除颤电极压紧在穿戴者100的皮肤上，进而可以减小穿戴者100皮肤与除颤电极之间的阻抗。
49.对于气体发生器42的具体结构，可选地，气体发生器42设置于环形气囊 41内；气体发生器42包括点火装置421、燃烧管422、引燃火药424和气体发生火药423，燃烧管422设置有排气孔4221，气体发生火药423设置于燃烧管 422内，引燃火药424设置于燃烧管422内，点火装置421点燃引燃火药424，引燃火药424点燃气体发生火药423。本实施例中，该点火装置421接收到监控器3的点火指令后，点火装置421对引燃火药424施加点火电流。引燃火药424 在电流脉冲的作用下燃烧且将气体发生火药423点燃。气体发生火药423点燃后产生的气体通过排气孔4221排到环形气囊41内，环形气囊41接收气体后膨胀，膨胀后的环形气囊41将除颤电极推至人体皮肤，除颤电极被压紧在人体皮肤上与人体皮肤接触。此时完成除颤电极的自动贴敷可对患者进行除颤。在其他实施例中，气体发生器42也可以设置于环形气囊41外，且将排气孔4221设置于环形气囊41内。
50.由于不同穿戴者100的体型不同，所需要的环形气囊41的充气量也不同。对此，可选地，气体发生器42设置有至少两个。本实施例中，当一个气体发生器42内的气体发生火药423完全燃烧后，除颤电极与穿戴者100的皮肤表面的阻抗不符合除颤的要求时，剩余的气体发生器42依次工作，直至除颤电极和穿戴者100的皮肤之间的阻抗达到除颤的要求为止。在其他实施例中，也可以将气体发生器42替换为气泵。
51.对于如何确定穿戴者100皮肤与除颤电极之间的阻抗是否达到除颤阻抗要求，可选地，监控器3设置有阻抗测量电路，阻抗测量电路分别与两个除颤电极电连接，阻抗测量电路向两个除颤电极施加测量电流，根据测量电流计算除颤阻抗，如果除颤阻抗没有达到阈值要求，则继续对环形气囊41充气，直至达到了除颤阻抗要求,停止充气，未达到阻抗要求继续充气。达到阻抗要求后停止充气，同时除颤。除颤完成后，环形气囊41保持充气状态，在环形气囊41保持充气状态的同时，监控器3检测患者心率是否恢复正常心率，如果未恢复正常心率，则继续对患者除颤。如果恢复正常心率，则释放环形气囊41内的气体。
52.为保证环形气囊41在充气时，始终将除颤电极压紧至穿戴者100的皮肤上，可选地，压紧组件4还包括两个限位件，两个限位件分别使对应的环形气囊41 分别固定于两个除颤电极。本实施例中，一个限位件的两端分别固定于对应的除颤电极上，环形气囊41穿设于限位件和对应的除颤电极所围成的孔内。
53.除颤电极长期与穿戴者100的皮肤接触时，皮肤与除颤电极之间会产生湿气，当湿度超过预设范围值时会影响到除颤电极对穿戴者100的除颤，为使皮肤与除颤电极之间的湿度维持在预设范围值内。可选地，监控器3包括电源31、控制器32和泵体33，控制器32与电源31连接。需说明的是，控制器32即为图6中所示的mcu。除颤电极包括电极本体21、连接线
22，电极本体21为空腔结构且与穿戴者100皮肤接触的侧壁为电极板211，连接线22的两端分别与电极板211和电源31连接，电极本体21连接有第一接头和第二接头212，第一接头和第二接头212分别与空腔结构连通，电极板211上间隔设置有透气孔 2111，泵体33将气体从第一接头泵入空腔结构内。本实施例中，当湿度超过预设范围值时，控制器32控制泵体33工作，进而将外界气体从第一接头泵入到空腔结构中，然后从第二接头212流出。在此过程中，流动的气体会通过透气孔2111带走位于电极本体21和穿戴者100皮肤之间的湿气，直至电极本体21 和穿戴者100皮肤之间的湿度位于预设范围值内。
54.可选地，透气孔2111呈阵列排布。本实施例中，透气孔2111形成较多的边缘，能够减少放电时由于高压产生的局部电弧灼伤皮肤的问题。
55.具体地，除颤电极还包括温度传感器和湿度传感器，监控器3通过温度传感器和湿度传感器检测除颤电极和穿戴者100的皮肤之间的温度和湿度。
56.具体地，电源31包括高压升压电路和电容器c，监控器3还包括放电回路。当患者发生恶性心率失常(包括室颤、室速)时，高压升压电路对电容器c充电，在电容器c充电完成后，放电回路通过除颤电极对人体实施双相位除颤。
57.具体地，除颤电极还包括气管23，连接线22从第一接头进入空腔结构，气管23套设于连接线22外且其一端与第一接头连通，另一端与泵体33的出口连通。本实施例中，气管23的一端与第一接头插接，气管23的另一端与泵体33 的出口插接。气管23与内部的连接线22间隔设置。连接线22的一端从第一接头进入空腔结构后与电极本体21电连接。
58.为进一步降低电极本体21和穿戴者100皮肤之间的阻抗，可选地，除颤电极还包括第一电磁阀24，监控器3还包括储液箱34和电磁阀组，具体地，电磁阀组包括第二电磁阀35和第三电磁阀36，第一电磁阀24控制第二接头212的开闭，泵体33的入口设置有第一支路37和第二支路38，第一支路37与储液箱 34连通，第二支路38与环境连通，第二电磁阀35和第三电磁阀36分别控制第一支路37和第二支路38的通断，第一电磁阀24、第二电磁阀35和第三电磁阀 36分别与控制器32连接。本实施例中，储液箱34内存放有导电胶。当控制器 32监测到穿戴者100心率存在异常且需要给穿戴者100实施心脏除颤时，控制器32控制第一电磁阀24处于关闭状态，控制第三电磁阀36处于关闭状态，打开第二电磁阀35，同时泵体33将导电胶通过第一支路37泵出，通过气管23泵入空腔结构中，由于第二接头212处于关闭状态，所以进入空腔结构的导电胶通过透气孔2111到达电极本体21和穿戴者100的皮肤之间。进而可以进一步降低电极本体21和穿戴者100的皮肤之间的阻抗。当需要控制电极本体21和穿戴者100的皮肤之间的湿度时，只需要打开第一电磁阀24、第三电磁阀36。同时关闭第二电磁阀35即可。
59.穿戴者100在日常生活和工作中，经常会有一些弯腰的动作，，为使除颤电极保持与穿戴者100的皮肤贴合、以及与腰侧的生理弧度贴合，可选地，电极本体21设置有多个，多个电极本体21依次铰接设置。本实施例中，多个电极本体21依次铰接可以使除颤电极随着穿戴者100的姿势调整其形态，进而保证除颤电极始终与穿戴者100的皮肤贴合。
60.可选地，监控器3还包括心脏监测器5，心脏监测器5与控制器32通信连接，心脏监测器5设置于背心1且位于人体胸部，心脏监测器5用于监测穿戴者100的心率。本实施例中，心脏监测器5与控制器32为有线通信连接或无线通信连接。
61.对于心脏监测器5的具体结构，可选地，心脏监测器5包括心音传感器51、处理器、
心电传感器52、电池、无线通信模块和两个监测电极53；两个监测电极53分别与穿戴者100的皮肤贴合或植入穿戴者的皮肤，心电传感器52通过两个监测电极53检测穿戴者100心脏的心电信号，心音传感器51可以直接监测人体的心音信号。处理器分别通过心音信号和心电信号计算心率，处理器通过无线通信模块将该信号传给控制器32，控制器32根据两个传感器测得的心率判断是否发生恶性心率失常(包括室颤、室速)，如果发生恶性心率失常(包括室颤、室速)则发出电击警告。本实施例中，分别通过心电信号和心音信号计算心率，然后对心电传感器52检测的心率和心音传感器51检测到的心率进行对比，若二者监测到的心率均为异常时，可判定穿戴者100发生恶性心率失常，该设置可以提高心率监测的准确性。
62.为防止心脏监测器5出现错误检测，穿戴式心脏除颤器还包括反馈模块6，反馈模块6与监控器3通信连接，反馈模块6包括警示器和除颤按钮。本实施例中，当监控器3判定心脏监测器5监测到恶性心率失常时，监控器3将是否电击的指令给到反馈模块6的除颤按钮，若除颤按钮在预设时间内被动作，则取消除颤，若按钮在预设时间内没有被动作，则通过除颤电极实施除颤。同时，警示器还包括显示屏和报警器，报警器提醒穿戴者100心率是否处于恶性失常状态，显示屏显示心脏的心率等健康信息和穿戴式心脏除颤器的状态信息(如电池剩余电量、储液箱34中导电胶的量等)。
63.可选地，反馈模块6配设有能够将其穿戴于穿戴者100手腕部的第二固定件。本实施例中，将反馈模块6设置于手腕处方便穿戴者100的查看和操作。具体地，第二固定件设置于背心1的手腕部，第二固定件为收容袋，反馈模块6 放置于收纳袋内，收容袋具有可供穿戴者100操作的开口或透明柔性面板，以方便穿戴者通过开口或透明柔性面板观察或操作反馈模块6。在其他实施例中，第二固定件也可以是腕带等。
64.可选地，反馈模块6与监控器3之间有线连接，线路设置于背心1位于手臂部位的暗道11内。在其他实施例中，反馈模块6也可以无线连接于监控器3。反馈模块6可以设计成手环结构。
65.可选地，其中一个除颤电极安装于背心1前侧的胸部区域；另一个除颤电极安装于背心1前侧或侧面的腰部区域，监控器3配设有能够将其穿戴于穿戴者100上臂的第三固定件。本实施例中，该设置可以方便穿戴者100日常的生活和休息。将两个除颤电极设置于穿戴者100的胸前和穿戴者100的前侧或侧面的腰部区域可以方便穿戴者100在休息时，背部不会受到压迫感，同时，将储液箱34设置于监控器3内，可以减小除颤电极的体积。另外，除颤电极位于患者的胸部和腰部，除颤电极在放电时形成的除颤向量能够覆盖大部分的心肌。
66.将监控器3设置于上臂，不会影响穿戴者100的正常工作和生活。具体地，第三固定件可以为设置在背心1上的口袋、固定绑带、卡接件或磁吸件等。
67.可选地，背心1设置有暗道11，连接线22和气管23穿设于暗道11内，连接线22的一端与监控器3连接，连接线22的另一端与电极本体21连接。本实施例中，暗道11一方面可以隐藏连接线22和气管23，另一方面可以防止对穿戴者100的正常活动造成干涉。具体地，暗道11可以设置在背心1靠近穿戴者100皮肤的一侧，也可以设置在背心1远离穿戴者100皮肤的一侧。
68.可选地，背心1还包括固定件12，固定件12将连接线22和气管23固定于暗道11内。本实施例中，固定件12可以防止连接线22和气管23在暗道11内滑动，进而影响除颤电极和
监控器3的移动。
69.可选地，除颤电极还包括螺旋线25，螺旋线25的一端与连接线22的一端连接，螺旋线25的另一端与电极本体21连接。本实施例中，螺旋线25在外力的作用下可以进行伸缩，因此当穿戴者100进行大幅度运动时，螺旋线25可以防止导线对电极的拉扯，防止电极拉因扯发生脱落。
70.监控器3还包括通信与程控模块，其包括蓝牙通信、wifi等既有已知的通信方式与程控设备通信，程控设备用于给医生/厂家人员提供穿戴式心脏除颤器的基本信息，程控设备通过通信将穿戴式心脏除颤器中的数据传送至程控设备内部存储，或通过程控设备将穿戴式心脏除颤器的信息传送至云端。程控设备还可以将医生设置的穿戴式心脏除颤器程控参数通过无线通信的方式传送至穿戴式心脏除颤器内，穿戴式心脏除颤器使用新的参数工作。这些可程控的参数包括但不限于：诊断分区参数、诊断计数参数、除颤向量参数、通气参数。
71.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。